JPH07299030A - 内視鏡用光源装置のキセノンランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源として直流定電圧源を用い、しかも回路に
おける発熱と無駄な電力消費の少ない内視鏡用光源装置
のキセノンランプ点灯装置を提供することを目的とす
る。 【構成】直流定電圧源１として、ほぼキセノンランプ２
の定格電圧の直流定電圧を定電流制御回路５に供給する
ための定格電圧源１ａと、キセノンランプ２の定格電圧
より高い直流定電圧を定電流制御回路５に供給するため
の高電圧源１ａ，１ｂとを設けると共に、キセノンラン
プ２の点灯状態を検知して、スタータ３による点灯後所
定時間が経過するまでは高電圧源１ａ，１ｂを定電流制
御回路５に接続し、スタータ３による点灯後所定時間が
経過したら定電流制御回路５に定格電圧源１ａを接続さ
せるように切り換える直流電圧源切り換え手段６，７を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内視鏡に照明光を供
給するために用いられる内視鏡用光源装置のキセノンラ
ンプ点灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、キセノンランプを点灯させるため
の電源は、それ専用の電源として市販されているが、い
ずれも商用の交流定電圧源を電源にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのように商
用の交流定電圧源を電源として用いると、携帯性が悪い
ので光源装置を使用できる場所が限られてしまう。そこ
で、電源として電池のような直流定電圧源を用いれば携
帯性を良くすることができる。

【０００４】図３は、そのような直流定電圧源１を電源
にした場合の点灯回路を示しており、キセノンランプ２
を点灯させる際には、昇圧回路４で昇圧した電圧をスタ
ータ３に印加して、キセノンランプ２の両極間に絶縁破
壊を起こさせることによりキセノンランプ２を点灯さ
せ、その後は、直流定電圧源１の定電圧を定電流制御回
路５で定電流に変換してキセノンランプ２に印加して、
キセノンランプ２を連続点灯させている。

【０００５】図４は、スタータ３動作時のキセノンラン
プ２の電極間電圧の時間変化と、定電流制御回路５から
流れ出る電流の様子、それと点灯用コンデンサＣ１から
の放電電流の様子を示したものである。

【０００６】スタータ３動作と同時に点灯用コンデンサ
Ｃ１からの放電が開始され、キセノンランプ２の電極間
電圧が図４のＶｘまで降下する。このとき、電極間電圧
が、直流定電圧源１の電圧Ｖａを下回ると、初めて定電
流制御回路５から電流が流れ出て、連続点灯へと移行す
る。

【０００７】もしＶｘがＶａを下回らなければ、定電流
制御回路５から電流が流れず、点灯用コンデンサＣ１か
らの放電が終わると同時に、キセノンランプ２の発光は
停止する。つまり、点灯用コンデンサＣ１からの放電が
持続している間に定電流制御回路５から電流が流れ出な
いと、連続点灯させることができない。

【０００８】ここで、スタータ３動作直後の電極間電圧
Ｖｘは、キセノンランプ２のバラツキや温度のバラツキ
など、種々の条件により変動し、スタータ３が動作する
毎に異なる。このＶｘの変動幅は、約１０Ｖ程度であ
り、直流定電圧電源１の電圧Ｖａを、低めに設定した場
合には、連続点灯できる確率が低下する（点灯ミス）。

【０００９】したがって、点灯直後にキセノンランプ２
が消灯しないようにするためには、定格電圧より１０ボ
ルト程度高い電圧を、直流定電圧源１からキセノンラン
プ２に供給する必要がある。

【００１０】しかし、キセノンランプ２が連続点灯に移
行してキセノンランプ２の電極間電圧が安定した後で
は、定格電圧を越える１０ボルト分の電圧は定電流制御
回路５で消費され、熱となって放出される。したがっ
て、無駄な電力の消費と回路の発熱という問題があっ
た。

【００１１】そこで本発明は、電源として直流定電圧源
を用い、しかも回路における発熱と無駄な電力消費の少
ない内視鏡用光源装置のキセノンランプ点灯装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の内視鏡用光源装置のキセノンランプ点灯装
置は、直流の定電圧を供給するための直流定電圧源と、
キセノンランプの両電極間に絶縁破壊を起こさせて上記
キセノンランプを点灯させるために上記キセノンランプ
に接続されたスタータと、上記直流定電圧源から供給さ
れた電圧を上記スタータが動作する電圧まで昇圧させて
上記スタータに印加するための昇圧回路と、上記スター
タによって点灯させられたキセノンランプをそのまま連
続点灯させるために上記直流定電圧源から出力される定
電圧を定電流に変換して上記キセノンランプに印加する
ための定電流制御回路とを有するキセノンランプ点灯装
置において、上記キセノンランプの点灯状態を監視する
ランプ点灯状態監視手段と、そのランプ点灯状態監視手
段による監視結果に応答して、上記スタータによるキセ
ノンランプ点灯後は、点灯時に比べて上記直流定電圧源
の出力電圧を上記キセノンランプの連続点灯に必要な電
圧まで低下させる電源制御手段とを設けたことを特徴と
する。

【００１３】また、本発明の内視鏡用光源装置のキセノ
ンランプ点灯装置は、上記直流定電圧源として、ほぼキ
セノンランプの定格電圧の直流定電圧を上記定電流制御
回路に供給するための定格電圧源と、上記キセノンラン
プの定格電圧より高い直流定電圧を上記定電流制御回路
に供給するための高電圧源とを設けると共に、上記キセ
ノンランプの点灯状態を検知して、上記スタータによる
点灯後所定時間が経過するまでは上記高電圧源を上記定
電流制御回路に接続し、上記スタータによる点灯後所定
時間が経過したら上記定電流制御回路に上記定格電圧源
を接続させるように切り換える直流電圧源切り換え手段
を設けたことを特徴とする。

【００１４】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１は、
内視鏡用光源装置内に設けられたキセノンランプ点灯回
路を示している。

【００１５】図中、１は電池を用いた直流定電圧源であ
り、直流の定電圧を供給するものであれば、電池に限ら
ず、汎用スイッチングレギュレータ又はトランス電源な
ど各種のものを用いることができる。ただし、電池を用
いれば携帯性がよく、２次電池を用いれば再充電も可能
となる。

【００１６】直流定電圧源１は、直列に接続された二つ
の電池１ａ，１ｂで構成されており、第１の電池１ａは
キセノンランプ２の定格電圧である例えば１５ボルトの
起電力を有し、第２の電池１ｂは例えば１０ボルトの起
電力を有している。したがって、定格電圧より高い高電
圧源としては、第１と第２の電池１ａ，１ｂを直列に接
続して用いられる。

【００１７】２は、内視鏡の照明用ライトガイドに照明
光を供給するためのキセノンランプである。キセノンラ
ンプ２の陽極側には、入力電圧が例えば１００ないし２
００ボルトになるとキセノンランプ２の電極間に絶縁破
壊を起こさせてキセノンランプ２を点灯させるスタータ
３が、直列に接続されている。

【００１８】４は、直流定電圧源１から供給された電圧
を、スタータ３が動作する電圧まで昇圧させてスタータ
３に印加するための直流昇圧回路であり、例えばコック
クロフト・ウォルトンの倍圧整流回路等を用いることが
できる。

【００１９】直流昇圧回路４の出力端はスタータ３の入
力端に接続されていて、その接続端Ａとキセノンランプ
２の陰極との間に、点灯用の抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ
１とがアースを経由して直列に接続されている。

【００２０】５は、スタータ３によって点灯させられた
キセノンランプ２をそのまま連続点灯させるために、直
流定電圧源１から出力される定電圧を定電流に変換して
キセノンランプ２に印加するための定電流制御回路であ
り、例えばシリーズレギュレート方式の定電流回路を用
いることができる。Ｄ１は、逆流防止用のダイオードで
ある。なお、本発明においては、ドロッパ方式、チョッ
パ方式その他各種の定電流制御回路を用いることができ
る。

【００２１】定電流制御回路５の入力端と直流昇圧回路
４の入力端とは結線されていて、リレースイッチ６を介
して直流定電圧源１に接続されている。結線部とアース
（即ち直流定電圧源１の負極）との間には、コンデンサ
Ｃ２が接続されている。

【００２２】リレースイッチ６では、電磁コイルＬに電
流が流されない状態では、直列に接続された第１と第２
の両電池１ａ，１ｂに切換えスイッチＳＷがつながり、
２５ボルトの電圧が直流定電圧源１から出力される。電
磁コイルＬに一定以上の電流が流されると、第１の電池
１ａだけに切換えスイッチＳＷが切り換わり、１５ボル
トの電圧が直流定電圧源１から出力される。

【００２３】７は、キセノンランプ２の点灯状態を検知
してリレースイッチ６を切り換えるリレー駆動回路であ
る。このリレー駆動回路７では、キセノンランプ２が射
出する光を受光して電圧を発生する光センサＳＥの出力
端が、抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３からなるＲＣ回路を
介して、コンパレータＣＰの正極側入力端に接続されて
いる。

【００２４】なお、光センサＳＥによる受光に代えて、
キセノンランプ２のランプ電流をモニタするようにして
もよい。コンパレータＣＰの負極側入力端には参照電圧
が入力されている。Ｄ３は、光センサＳＥからの出力が
無くなったときに、コンデンサＣ３にチャージされてい
る電荷を流し出すためのダイオードである。

【００２５】コンパレータＣＰの出力端は、リレースイ
ッチ６の電磁コイルＬに接続されたスイッチングトラン
ジスタＴＲのベースに、抵抗器Ｒ４を介して接続されて
いる。Ｒ５は、プルアップ用の抵抗器である。

【００２６】次に、上記実施例の動作について説明をす
る。回路が動作していないときは、リレースイッチ６
は、図１に示されるように、直列に接続された第１と第
２の両電池１ａ，１ｂに接続されていて、回路に２５ボ
ルトの高電圧が印加される状態になっている。

【００２７】キセノンランプ２を点灯させるために直流
昇圧回路４を動作させると、直流昇圧回路４の出力電圧
が点灯用抵抗器Ｒ１を通じて点灯用コンデンサＣ１に充
電される。

【００２８】そして、スタータ３の入力端Ａの電位がそ
のスタータ３の動作電圧に達すると、キセノンランプ２
の両電極間に火花放電が起こり、電極間のインピーダン
スが瞬時にほぼゼロになる。すると、点灯用コンデンサ
Ｃ１の電荷が抵抗器Ｒ１とスタータ３を介してキセノン
ランプ２に流れこみ、キセノンランプ２が点灯する。

【００２９】そしてこれとほぼ同時に、直流定電圧源１
の合計２５ボルトの第１と第２の電池１ａ，１ｂから、
定電流制御回路５を通る定電流が、ダイオードＤ１を介
してキセノンランプ２に流れ込んで、キセノンランプ２
が連続点灯を開始する。

【００３０】すると、図２に示されるように、キセノン
ランプ２の点灯と同時に光センサＳＥからの出力がハ
イレベルになり、その電圧がＲＣ回路を通って、コンパ
レータＣＰの正極入力端の入力電圧がゆっくりと上昇
する。

【００３１】そしてその入力電圧が、所定時間ｔ１後
に、コンパレータＣＰの負極側入力端に入力されている
参照電圧に達する。この所定時間ｔ１は、キセノンラン
プ２の電極間電圧が安定して、１５ボルトの定格電圧で
問題なく連続点灯するようになるまでの時間に設定して
おく。

【００３２】コンパレータＣＰの正極側入力端の電圧
が、負極側に入力されている参照電圧に達すると、コン
パレータＣＰの出力端からスイッチングトランジスタＴ
Ｒのベースに電圧が出力され、スイッチングトランジス
タＴＲがオンになる。

【００３３】すると、リレースイッチ６の電磁コイルＬ
に電流が流れて切換えスイッチＳＷが切り換わり、直流
定電圧源１から回路に供給される電圧が、キセノンラ
ンプ２の定格電圧である１５ボルトに下がる。リレース
イッチ６の切り換わりに要する時間Δｔの間は、コンデ
ンサＣ２から電流供給が行われるので、ランプ電流は途
切れない。

【００３４】このようにして、キセノンランプ２が安定
した点灯状態になった後は、直流定電圧源１からの供給
電圧が、キセノンランプ２の定格電圧である１５ボルト
に下げられ、定電流制御回路５における電力消費と発熱
が大幅に抑制される。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、キセノンランプの電源
として直流定電圧源を用いたので、光源装置の携帯性を
良くすることができ、特に、直流定電圧源として電池を
用いれば、非常に高い携帯性を有することができる。そ
して、スタータによる点灯時はキセノンランプの初期点
灯に必要な電圧を定電流制御回路に供給し、スタータに
よる点灯後はキセノンランプの連続点灯に必要なだけの
低い電圧を定電流制御回路に供給するようにしたので、
キセノンランプの電極間電圧が安定した後は、回路にお
ける無駄な電力の消費と発熱を抑制して、キセノンラン
プを安定して連続点灯させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回路図である。

【図２】本発明の実施例の動作を示すタイムチャート図
である。

【図３】直流定電圧源を用いたキセノンランプ点灯回路
のブロック図である。

【図４】キセノンランプの電極間電圧の変化を示す線図
である。

【符号の説明】

１ 直流定電圧源 ２ キセノンランプ ３ スタータ ４ 直流昇圧回路 ５ 定電流制御回路 ６ リレースイッチ ７ リレー駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流の定電圧を供給するための直流定電圧
   源と、キセノンランプの両電極間に絶縁破壊を起こさせ
   て上記キセノンランプを点灯させるために上記キセノン
   ランプに接続されたスタータと、上記直流定電圧源から
   供給された電圧を上記スタータが動作する電圧まで昇圧
   させて上記スタータに印加するための昇圧回路と、上記
   スタータによって点灯させられたキセノンランプをその
   まま連続点灯させるために上記直流定電圧源から出力さ
   れる定電圧を定電流に変換して上記キセノンランプに印
   加するための定電流制御回路とを有するキセノンランプ
   点灯装置において、 上記キセノンランプの点灯状態を監視するランプ点灯状
   態監視手段と、そのランプ点灯状態監視手段による監視
   結果に応答して、上記スタータによるキセノンランプ点
   灯後は、点灯時に比べて上記直流定電圧源の出力電圧を
   上記キセノンランプの連続点灯に必要な電圧まで低下さ
   せる電源制御手段とを設けたことを特徴とする内視鏡用
   光源装置のキセノンランプ点灯装置。
2. 【請求項２】直流の定電圧を供給するための直流定電圧
   源と、キセノンランプの両電極間に絶縁破壊を起こさせ
   て上記キセノンランプを点灯させるために上記キセノン
   ランプに接続されたスタータと、上記直流定電圧源から
   供給された電圧を上記スタータが動作する電圧まで昇圧
   させて上記スタータに印加するための昇圧回路と、上記
   スタータによって点灯させられたキセノンランプをその
   まま連続点灯させるために上記直流定電圧源から出力さ
   れる定電圧を定電流に変換して上記キセノンランプに印
   加するための定電流制御回路とを有するキセノンランプ
   点灯装置において、 上記直流定電圧源として、ほぼキセノンランプの定格電
   圧の直流定電圧を上記定電流制御回路に供給するための
   定格電圧源と、上記キセノンランプの定格電圧より高い
   直流定電圧を上記定電流制御回路に供給するための高電
   圧源とを設けると共に、 上記キセノンランプの点灯状態を検知して、上記スター
   タによる点灯後所定時間が経過するまでは上記高電圧源
   を上記定電流制御回路に接続し、上記スタータによる点
   灯後所定時間が経過したら上記定電流制御回路に上記定
   格電圧源を接続させるように切り換える直流電圧源切り
   換え手段を設けたことを特徴とする内視鏡用光源装置の
   キセノンランプ点灯装置。